CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

1. CO₂既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

(1) 用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向2L的密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+CO₂(g) ΔH，在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下：

时间/min 物质的量/mol	0	10	20	30
NO	4.00	2.32	0.80	0.80
N₂	0	0.84	1.60	1.60
CO₂	0	0.84	1.60	1.60

①根据图表数据分析T₁℃时，该反应在10～20min内的平均反应速率ν(CO₂)=。

②平衡时测得容器的总压强为P₀KPa，则T₁℃时该反应的分压平衡常数K_p=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：5：5，该反应的ΔH0(填“>”或“<”)。

④若30min后只改变某一条件，NO、N₂、CO₂的浓度分别变为0.6mol/L；1.2mol/L；1.2mol/L，则改变的条件可能是(填字母编号)。

A．适当缩小容器的体积 B．通入一定量的NO

C．加入一定量的活性炭 D．加入合适的催化剂

E．升高温度

(2) 向恒容绝热的密闭容器中充入amolC与2amolNO进行反应C(s)+2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+CO₂(g)，下列能判断反应已达化学平衡状态的是。

①容器中混合气体密度不变②混合气体中c(N₂)：c(CO₂)=1：1且保持不变

③v_正(NO)=v_逆(N₂)④容器内温度不变⑤容器内压强不变

(3) 工业上用CO₂和H₂反应合成二甲醚。已知：

CO₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH₁=-49.1kJ·mol^-1

2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) ΔH₂=-24.5kJ·mol^-1

写出CO₂(g)和H₂(g)转化为CH₃OCH₃(g)和H₂O(g)的热化学方程式。

(4) 二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，某种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为。

【考点】

电极反应和电池反应方程式; 化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;

【答案】

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综合题普通

1. 含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆矾(CuSO₄·5H₂O)是一种重要的结晶水合物。

(1) 硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理如图所示。回答下列问题：

①负极的电极反应式为。

②测量后参比电极中CuSO₄溶液的浓度(填"变大”，“变小”或“不变")。

(2) 把胆矾放到密闭容器内，缓缓抽去其中的水气，胆矾分三次依次脱水，各步脱水过程为一系列的动态平衡，反应式如下(脱水过程为吸热反应)。

反应I：CuSO₄·5H₂O (s) $\text{[math]}$ CuSO₄·3H₂O (s) + 2H₂O(g)

反应II：CuSO₄·3H₂O (s) $\text{[math]}$ CuSO₄·H₂O (s) + 2H₂O(g)

反应III：CuSO₄·H₂O (s) $\text{[math]}$ CuSO₄(s) + H₂O(g)

如图为50℃时水合物中水的质量分数 w与压强p(H₂O)的关系图，回答下列问题：

①用无水CuSO₄检验乙醇中含有微量水的现象是。

②反应Ⅰ对应的线段为(填“ab”、“ed”或“ef”)。

③反应Ⅱ的平衡常数K_p=Pa²。

④反应III在60℃和50℃的平衡压强p(H₂O)分别为p₁和p₂ ，则p₁ p₂ (填*>”、“<”或“=”)。

⑤当样品状态c点下网到M点，体系存在的固体有；转化率为% (保留小数点后两位)。

⑥25℃时为了保持CuSO₄·H₂O晶体纯度，可将其存在盛有大量Na₂CO₃· H₂O晶体(平衡压强p(H₂O)=706Pa)的密闭容器中，简述其理由。

已知：25℃时反应I、II、III的平衡压强p（H₂O）分别为1040、747和107Pa。

综合题普通

2. 机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染，回答下列问题：

(1) 已知反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

则反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 中的 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)， $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)，(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下，有利于该反应自发进行。

(2) 恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，仅发生反应 $\text{[math]}$ ，实验测得平衡时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。已知： $\text{[math]}$ 。

①平衡常数： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

②混合气体中氧元素的质量： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=” $\text{[math]}$ 。

③反应速率： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

④ $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 点时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数)。